專利名稱：液壓往復隨動控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液壓控制裝置，特別是控制液壓缸往復運動過程中的液壓往復隨動控制裝置。
背景技術：
通過液壓換向閥和液壓缸組成的液壓換向系統(tǒng)，是實現(xiàn)往復運動較為經典的常用裝置之一，該裝置具有結構簡單、控制方便等特點。但隨著技術的發(fā)展，對液壓換向系統(tǒng)的要求越來越高，特別是對于珩磨機行業(yè)來說，珩磨機床主軸往復數(shù)字控制的技術是珩磨機床的核心制造技術，它決定了珩磨機床的檔次以及珩磨工藝水平的高低。目前，高檔的珩磨機床的主軸往復運動已經實現(xiàn)數(shù)控，其主軸往復運動液壓缸的換向控制驅動系統(tǒng)的控制方法有兩種，其一是采用電液伺服比例閥和主軸位移傳感器組成的電液位置閉環(huán)，通過電液伺服比例閥控制器的電器接口，實現(xiàn)主軸換向驅動的數(shù)控；其二是采用特殊的珩磨專用轉閥，將珩磨機床的主軸往復直線運動轉換成閥內控制部件的旋轉運動，閥的先導控制部分在電機驅動下轉動，與主軸往復直線運動產生的轉動通過特殊的機構構成旋轉機液位置閉環(huán)，再由轉閥控制器的電器接口，實現(xiàn)主軸換向驅動的數(shù)控。上述兩種主軸換向控制驅動系統(tǒng)中，電液伺服比例閥和主軸位移傳感器組成的電液位置閉環(huán)控制驅動系統(tǒng)，其電液伺服比例閥昂貴且對使用條件較苛刻，而采用特殊的珩磨專用轉閥的換向控制驅動系統(tǒng)，其需要將主軸的線性運動轉變成旋轉運動和復雜的旋轉機液位置閉環(huán)系統(tǒng)，使換向控制驅動系統(tǒng)的生產成本大大提高，同時也使得系統(tǒng)的調試、維護非常繁瑣。上述高檔珩磨機床的主軸往復運動的兩種換向控制驅動系統(tǒng)均由國外磨機床生產企業(yè)所控制，進口該換向控制驅動系統(tǒng)的費用相當高，已嚴重制約了我國高檔珩磨機床的發(fā)展。
發(fā)明內容本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種利用數(shù)控裝置控制機械液壓伺服閥的動作，實現(xiàn)液壓缸的速度、位置、換向可控，即采用數(shù)控機械位置閉環(huán)和線性機械液壓伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，實現(xiàn)液壓缸的速度、位置、換向可控的往復運動的液壓往復隨動數(shù)控驅動裝置。本實用新型的技術方案一種液壓往復隨動數(shù)控驅動裝置，包括液壓驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于液壓驅動系統(tǒng)包括液壓缸和控制液壓缸往復移動的機械液壓伺服閥，機械液壓伺服閥中的閥體通過連接機構與液壓缸中的活塞桿固定相連，連接件的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯相連，另一端與往復驅動機構相連，往復驅動機構通過數(shù)字控制系統(tǒng)進行控制。上述機械液壓伺服閥中的閥體與液壓缸中的活塞桿相連的連接機構是由固定安裝在活塞桿上的移動件組成，移動件與機械液壓伺服閥中的閥體固定相連。[0009]上述往復驅動機構是由伺服電機、安裝在伺服電機輸出端的主動齒形帶輪、與主動齒形帶輪相對應的被動齒形帶輪及安裝在主動齒形帶輪、被動齒形帶輪之間的齒形皮帶組成，連接件的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯相連，另一端固定在齒形皮帶上，伺服電機通過控制系統(tǒng)進行控制。上述往復驅動機構是由伺服電機、安裝在伺服電機輸出端的主動鏈輪、與主動鏈輪相對應的被動鏈輪及安裝在主動鏈輪、被動鏈輪之間的鏈條組成，連接件的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯相連，另一端固定在鏈條上，伺服電機通過控制系統(tǒng)進行控制。上述往復驅動機構是由伺服電機、安裝在伺服電機輸出端的絲杠和與絲杠相配的螺母組成，連接件的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯相連，另一端與螺母相連，伺服電機通過控制系統(tǒng)進行控制。上述往復驅動機構是由直線電機組成，連接件的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯相連，另一端與直線電機中的直線移動件相連，直線電機通過控制系統(tǒng)進行控制。本實用新型的特點是1、本實用新型利用數(shù)控裝置控制機械液壓伺服閥的動作， 實現(xiàn)液壓缸的速度、位置、換向可控，即采用數(shù)控機械位置閉環(huán)和線性機械液壓伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，實現(xiàn)液壓缸的速度、位置、換向可控。2、采用機床中廣泛使用的檢測和設定直線位移的數(shù)控裝置作為先導控制單元，將具有線性機械特性的機械液壓伺服閥作為隨動單元，組成全新的液壓系統(tǒng)往復數(shù)控換向驅動裝置。通過伺服電機、傳動裝置和液壓缸組成的直線位移檢測和設定的數(shù)控機械位置閉環(huán)系統(tǒng)，控制具有線性機械特性的械液壓伺服閥作為隨動單元的液壓位置閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)往復數(shù)控換向功能。與現(xiàn)有高檔的往復運動數(shù)控裝置相比，本實用新型不需要昂貴且對使用條件較苛刻的電液伺服比例閥，且將目前一個電液位置閉環(huán)拆分成數(shù)控機械位置閉環(huán)以及線性機液伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，即將一個復雜的位置閉環(huán)拆分成兩個相對簡單的位置閉環(huán)， 使系統(tǒng)的調試變得簡單，提高了系統(tǒng)工作的可靠性，降低了對使用人員的技術要求以及系統(tǒng)的組成成本。與采用特殊的珩磨專用轉閥的數(shù)控方法相比，由于才用較常用的線性機械液壓伺服閥代替了珩磨專用轉閥，珩磨主軸的線性運動直接與閥芯的線性運動構成隨動位置閉環(huán)，不需要將主軸的線性運動轉變成旋轉運動，更不需要復雜的旋轉機液位置閉環(huán)，其工作原理、驅動和反饋方式、機械結構等完全不同，并且由于機械液壓伺服閥的結構簡單，降低了構成系統(tǒng)的成本，并提高了系統(tǒng)維護保養(yǎng)的方便性。3、本實用新型中采用線性性能好的機械液壓伺服閥作為機械力的放大機構，可以驅動較大負載，應用范圍也不僅僅局限于珩磨機床的主軸往復驅動控制，還適用于其他需要數(shù)控和液壓驅動的各種場合。配用的機械液壓伺服閥可以是雙邊滑閥也可以是四邊滑閥。4、本實用新型的數(shù)字控制換向驅動裝置在同樣的位置控制精度和換向響應速度等技術條件下，其價格只有進口的電液伺服比例閥和專用換向轉閥的1/3—1/5，同時為位置控制精度和換向響應速度等技術條件要求高的高檔液壓換向數(shù)控驅動裝置，提供了一種結構簡單、控制可靠、價格低廉、便于調整、操作和維護的液壓往復運動隨動數(shù)控驅動裝置。
附圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖；附圖2為本實用新型實施例2的結構示意圖；附圖3為本實用新型實施例3的結構示意圖；附圖4為本實用新型實施例4的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1 如圖1所示，1為數(shù)字控制器、2為伺服驅動器、8為伺服電機，數(shù)字控制器、伺服驅動器和伺服電機通過電纜相連，根據(jù)液壓缸10的位移需要，通過數(shù)字控制器進行設定，液壓系統(tǒng)的壓力是通過液壓泵9提供。工作時，根據(jù)所設定的程序，伺服驅動器發(fā)出指令使伺服電機順時針旋轉，通過安裝在伺服電機輸出軸上的主動齒形帶輪7、與主動齒形帶輪配套的被動齒形帶輪3和安裝在主動齒形帶輪、被動齒形帶輪之間的齒形皮帶4組成的往復驅動機構和固定在齒形帶上的連接件5，將伺服電機的旋轉運動轉變?yōu)檫B接件5的直線運動， 從而帶動與連接件相連的機械液壓伺服閥中的閥芯14向下移動，接通液壓缸的向下通路， 使液壓缸中的活塞桿11向下移動。在活塞桿11向下移動的同時，通過連接活塞桿和機械液壓伺服閥中的閥體12的連接機構13，帶動機械液壓伺服閥中的閥體12向下移動，帶動閥體跟隨閥芯向下移動。當移動到設定位置時，數(shù)字控制器發(fā)出指令，通過伺服驅動器使伺服電機逆時針轉動，帶動機械液壓伺服閥中的閥芯14向上移動，接通液壓缸的向上通路，使活塞桿換向向上移動，帶動閥體跟隨閥芯向上移動，從而構成了由伺服電機、閥芯、活塞桿、 閥體組成的液壓往復隨動系統(tǒng)。為保證連接件5上下移動的穩(wěn)定性，連接件可以安裝在線軌6上。實施例2 如圖2所示，在實施例1的基礎上，將安裝在伺服電機輸出軸上齒形帶組成的往復驅動機構變?yōu)殒湕l成的往復驅動機構，即在伺服電機輸出軸上安裝有主動鏈輪17、與主動鏈輪相對應的被動鏈輪15及安裝在主動鏈輪、被動鏈輪之間的鏈條16組成的往復驅動機構，連接件5的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯14相連，另一端固定在鏈條上。其他部分與實施例1相同。實施例3 如圖3所示，在實施例1的基礎上，將安裝在伺服電機輸出軸上齒形帶組成的往復驅動機構變?yōu)榻z杠、螺母組成的往復驅動機構，即在伺服電機輸出軸上安裝有絲杠18，絲杠螺母19與連接件5固定相連，連接件5的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯相連，另一端與螺母相連，其他部分與實施例1相同。實施例4 如圖4所示，在實施例1的基礎上，將安裝在伺服電機輸出軸上齒形帶組成的往復驅動機構變?yōu)橹本€電機20，連接件5的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯相連，另一端與直線電機中的直線移動件21相連，直線電機通過數(shù)字控制器1和伺服驅動器2進行控制。上述機械液壓伺服閥就是現(xiàn)有技術中的機液伺服閥。
權利要求1.一種液壓往復隨動控制裝置，包括液壓驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于液壓驅動系統(tǒng)包括液壓缸(10)和控制液壓缸往復移動的機械液壓伺服閥，機械液壓伺服閥中的閥體 (12)通過連接機構與液壓缸中的活塞桿(11)固定相連，連接件(5)的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯(14)相連，另一端與往復驅動機構相連，往復驅動機構通過數(shù)字控制系統(tǒng)進行控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的液壓往復隨動控制裝置，其特征在于上述機械液壓伺服閥中的閥體(12)與液壓缸中的活塞桿(11)相連的連接機構是由安裝在活塞桿上的移動件(13) 組成，移動件與機械液壓伺服閥中的閥體固定相連。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的液壓往復隨動控制裝置，其特征在于上述往復驅動機構是由伺服電機(8)、安裝在伺服電機輸出端的主動齒形帶輪(7)、與主動齒形帶輪相對應的被動齒形帶輪(3)及安裝在主動齒形帶輪、被動齒形帶輪之間的齒形皮帶(4)組成，連接件 (5)的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯(14)相連，另一端固定在齒形皮帶上，伺服電機(8) 通過控制系統(tǒng)進行控制。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的液壓往復隨動控制裝置，其特征在于上述往復驅動機構是由伺服電機(8)、安裝在伺服電機輸出端的主動鏈輪(18)、與主動鏈輪相對應的被動鏈輪(16)及安裝在主動鏈輪、被動鏈輪之間的鏈條(17)組成，連接件(5)的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯(14)相連，另一端固定在鏈條上，伺服電機(8)通過控制系統(tǒng)進行控制。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的液壓往復隨動控制裝置，其特征在于上述往復驅動機構是由伺服電機(8)、安裝在伺服電機輸出端的絲杠(19)和與絲杠相配的螺母(20)組成，連接件(5)的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯(14)相連，另一端與螺母相連，伺服電機通過控制系統(tǒng)進行控制。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的液壓往復隨動控制裝置，其特征在于上述往復驅動機構是由直線電機(21)組成，連接件(5)的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯(14)相連，另一端與直線電機中的直線移動件(22)相連，直線電機通過控制系統(tǒng)進行控制。
專利摘要本實用新型涉及一種驅動裝置，特別是液壓往復隨動控制裝置，該控裝置包括液壓驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于液壓驅動系統(tǒng)包括液壓缸和控制液壓缸往復移動的機械液壓伺服閥，機械液壓伺服閥中的閥體通過連接機構與液壓缸中的活塞桿固定相連，連接件的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯相連，另一端與往復驅動機構相連，往復驅動機構通過數(shù)字控制系統(tǒng)進行控制。本實用新型提供了一種結構簡單、價格低廉、便于調整、操作和維護的液壓往復隨動控制裝置。本實用新型適用于需要數(shù)控及液壓驅動的各種場合，特別是應用于珩磨機床行業(yè)后，將極大的提高我國高檔珩磨機的整體水平和市場競爭里，尤其是對于提高我國內燃機的制造水平具有重大意義。
文檔編號F15B9/02GK202203190SQ20112007781
公開日2012年4月25日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2011年3月23日
發(fā)明者張宏軍, 鄭金傳 申請人:北京機械工業(yè)自動化研究所, 寧夏銀川大河數(shù)控機床有限公司